一种炉窑富氧催化助燃方法与装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN111121082A(43)申请公布日2020.05.08(21)申请号202010059149.2(22)申请日2020.01.18(71)申请人上海穗杉实业股份有限公司地址201506上海市金山区金山工业区天工路285弄5号(72)发明人陈宗蓬顾修筑谢东红吴仁杰(74)专利代理机构上海正旦专利代理有限公司31200代理人陆飞陆尤(51)Int.Cl.F23L7/00(2006.01)F23C13/08(2006.01)权利要求书1页说明书7页附图1页(54)发明名称一种炉窑富氧催化助燃方法与装置(57)摘要本发明属于热能工程技术领域，具体为一种炉窑富氧催化助燃方法与装置。本发明将富氧空气与催化燃烧相结合；采用常温空分方法直接自空气中制取纯度为21～60%的富氧空气；将催化剂溶解进入水溶液中，用以激发单线态氧；以空气或制取的富氧空气作为气源将催化剂溶液喷射并随燃料流送入炉窑内，进行富氧催化燃烧。本发明装置包括：氧提取装置，催化剂溶解、搅拌、加压装置，富氧喷射雾化装。本发明本质是向“氧”要能量，而不是向“碳、甲烷、油”等燃料要能量；并大幅降低氧源的流量、纯度要求，大幅降低氧气设备的投资及其运行维护保养费用，尤其是降低制氧设备的能源消耗，具有重大经济效益。CN111121082ACN111121082A权利要求书1/1页1.一种炉窑富氧催化助燃方法，其特征在于，将富氧空气与催化燃烧相结合；采用常温空分方法直接自空气中制取纯度为21～60%的富氧空气；将催化剂溶解进入水溶液中，用以激发单线态氧；以空气或制取的纯度为21～60%的富氧空气作为气源将催化剂溶液喷射并随燃料流送入炉窑内，进行富氧催化燃烧。2.根据权利要求1所述的炉窑富氧催化助燃方法，其特征在于，所述常温空分方法直接自空气中制取纯度为23～60%的富氧空气，其压力保持60～300KPa。3.根据权利要求1所述的炉窑富氧催化助燃方法，其特征在于，所述催化剂采用水溶性金属卟啉类催化剂，或水溶性铈基稀土催化剂。4.根据权利要求1所述的炉窑富氧催化助燃方法，其特征在于，所述采用空气或21～60%的富氧空气作为气源，将催化剂溶液喷射进入炉窑的不同部位进行富氧催化燃烧。5.一种炉窑富氧催化助燃装置，其特征在于，包括：氧提取装置（1），催化剂溶解、搅拌、加压装置（2），富氧喷射雾化装置（3）；其中：所述氧提取装置（1），是膜分离的制氧装置、吸附分离的制氧装置或深冷空分的制氧装置，用于直接制取23～60%纯度的富氧空气，供氧压力为60～300KPa，满足略大于燃料流的供气压力即可；所述催化剂溶解、搅拌、加压装置（2），至少带有溶解水溶性催化剂的储存装置、有助于溶解的搅拌装置以及将催化剂溶液加压至60～300KPa的增压泵，压力满足略大于燃料流的供气压力即可；富氧喷射雾化装置（3），以空气或纯度为21～60%的富氧空气为气源将来自催化剂溶解、搅拌、加压装置（2）送入的催化剂水溶液喷射并雾化后进入炉窑（4）的燃料流，在炉窑中实现富氧催化助燃；雾化过程是机械雾化、压力雾化或者超声波雾化；这里炉窑（4），是锅炉、窑炉，或其它基于燃料燃烧提供热能的热工装置。6.根据权利要求5所述炉窑富氧催化助燃装置，其特征在于，其工作流程为：由氧提取装置（1）制取富氧空气，其氧浓度为23～99.5%纯度的富氧，经混合空气后达23～60%纯度的富氧空气，催化剂溶解、搅拌、加压装置（2）将水溶性催化剂溶解成水溶液并加压至60～300KPa，由氧提取装置（1）制取的富氧空气将来自催化剂溶解、搅拌、加压装置（2）的催化剂水溶液在富氧喷射雾化装置（3）中喷射雾化，经接入点D与煤风、天然气等燃料流混合，然后再经接入点G送至炉窑（4）中，进行富氧燃烧，而大量的助燃风回路经接入点H送至炉窑（4）。7.根据权利要求6所述炉窑富氧催化助燃装置，其特征在于，对于有部分炉窑，所述空气助燃风回路经接入点E将部分氧浓度为～21%的空气送至煤风、天然气等燃料流接入点F混合后再经接入点G送至炉窑（4）。2CN111121082A说明书1/7页一种炉窑富氧催化助燃方法与装置技术领域[0001]本发明属于热能工程技术领域，具体涉及一种针对炉窑的富氧催化助燃方法与装置。背景技术[0002]富氧，已广泛应用于各种燃油、燃气、燃煤窑炉(玻璃、水泥、陶瓷)、各种锅炉、加热炉、焚烧炉、热媒炉、热风炉、冶炼炉、航空发动机、船舶发动机等助燃节能与环保；但迄今为止，在大部分富氧燃烧节能改造实践中，大都采取建设一套独立的氧气系统为炉窑系统提供氧源(典型的，有采用膜分离方法、吸附分离方法、深冷空分方法等直接自空气中制取氧气的方法)，并将该制取的氧源直接或经混合空气形成富氧空气送入炉窑进行富氧